“全方位無死角”剖析鋰電池的充電原理
發布時間:2014-11-07 責任編輯:echolady
【導讀】提到鋰電池,大家耳熟能詳,因為鋰電池已經成為生活中的不可替代品。今天小編為大家分四個階段講解鋰電池的充電原理。
鋰離子電池的充電過程可以分為四個階段:涓流充電(低壓預充)、恒流充電、恒壓充電以及充電終止。
鋰電池充電器的de基ji本ben要yao求qiu是shi特te定ding的de充chong電dian電dian流liu和he充chong電dian電dian壓ya,從cong而er保bao證zheng電dian池chi安an全quan充chong電dian。增zeng加jia其qi它ta充chong電dian輔fu助zhu功gong能neng是shi為wei了le改gai善shan電dian池chi壽shou命ming,簡jian化hua充chong電dian器qi的de操cao作zuo,其qi中zhong包bao括kuo給gei過guo放fang電dian的de電dian池chi使shi用yong涓juan流liu充chong電dian、電池電壓檢測、輸入電流限製、充電完成後關斷充電器、電池部分放電後自動啟動充電等。
鋰電池的充電方式是限壓恒流,都是由IC芯片控製的,典型的充電方式是:先檢測待充電電池的電壓,如果電壓低於3V,要先進行預充電,充電電流為設定電流的1/10,電壓升到3V後,進入標準充電過程。標準充電過程為:以設定電流進行恒流充電,電池電壓升到4.20V時,改為恒壓充電,保持充電電壓為 4.20V。此時,充電電流逐漸下降,當電流下降至設定充電電流的1/10時,充電結束。下圖為充電曲線。

圖1:充電曲線
階段2:恒流充電——當電池電壓上升到涓流充電閾值以上時,提高充電電流進行恒流充電。恒流充電的電流在0.2C至 1.0C之間。電池電壓隨著恒流充電過程逐步升高,一般單節電池設定的此電壓為3.0-4.2V.
階段3:恒壓充電—— 當電池電壓上升到4.2V時,恒流充電結束,開始恒壓充電階段。電流根據電芯的飽和程度,隨著充電過程的繼續充電電流由最大值慢慢減少,當減小到0.01C時,認為充電終止。(C是以電池標稱容量對照電流的一種表示方法,如電池是1000mAh的容量,1C就是充電電流1000mA。)
階段4:充電終止——
有兩種典型的充電終止方法:采用最小充電電流判斷或采用定時器(或者兩者的結合)。最小電流法監視恒壓充電階段的充電電流,並在充電電流減小到0.02C至0.07C範圍時終止充電。第二種方法從恒壓充電階段開始時計時,持續充電兩個小時後終止充電過程。
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上述四階段的充電法完成對完全放電電池的充電約需要2.5至3小時。高級充電器還采用了更多安全措施。例如如果電池溫度超出指定窗口(通常為0℃至45℃),那麼充電會暫停.
充電結束後,如檢測到電池電壓低於3.89V將重新充電。

圖3:可以對短路的電池激活的充電方法
手機充電器的工作流程一般為: 1. 檢測電池的電壓,如果低於一個閾值電壓,就要進行涓流充電; 2. 電池充到一定電壓(一般設置為2.9V)時,進行全電流充電; 3. 當電池電壓達到預置電壓(鋰離子電池一般為4.2V)時,開始恒壓充電,同時充電電流降低; 4. 當電流逐漸減小到規定的值時,充電過程結束。電池電壓低於2.5V(Vshort)時,鋰離子電池充電器用25mA的電流預充,防止深度放電的鋰離子電池在快充時被損壞甚至發生危險。
對於電壓過低的電池需要進行預充,電池電壓低於2.5V(Vshort)時,鋰離子電池充電器用25mA的電流預充,防止深度放電的鋰離子電池在快充時被損壞甚至發生危險。
充chong電dian終zhong止zhi檢jian測ce除chu電dian壓ya檢jian測ce外wai,還hai需xu采cai用yong其qi他ta的de輔fu助zhu方fang法fa作zuo為wei防fang止zhi過guo充chong的de後hou備bei措cuo施shi,如ru電dian池chi溫wen度du監jian測ce,檢jian測ce電dian池chi溫wen度du用yong電dian池chi組zu溫wen度du傳chuan感gan器qi連lian續xu檢jian測ce電dian池chi溫wen度du,當dang電dian池chi溫wen度du超chao出chu設she定ding範fan圍wei時shi關guan閉bi對dui電dian池chi充chong電dian。
限定充電時間,為電池提供附加保護。
除了上麵的流程描述,它還具有自動重新充電、最小電流終止充電等特性。 yibanlaishuo,hengyachongdianjieshushidexiaodianliuchongdianguochengzhong,dianliudedaxiaoyibanweihengliuchongdianshidianliudeshifenzhiyi。muqianzaililizidianchichongdianqideshejizhong,duishoujichongdianjieshuhouyouyumouzhongyinsufangdiandeqingkuangerzhuanmenshejilejiancedianlu,yidanjiancedaodianchidianyajiangdi,jiuhuizhongxinqidongchongdianguocheng(見上圖)。
軟ruan件jian要yao做zuo的de工gong作zuo是shi設she置zhi進jin入ru快kuai速su充chong電dian的de電dian壓ya閾yu值zhi,進jin入ru恒heng壓ya充chong電dian的de電dian壓ya閾yu值zhi,充chong電dian超chao時shi時shi間jian,恒heng流liu充chong電dian的de電dian流liu值zhi,恒heng壓ya充chong電dian的de電dian壓ya值zhi,充chong電dian結jie束shu的de電dian流liu閾yu值zhi,中zhong斷duan處chu理li,提ti供gongsysjiekougeishangcengdouchongdiandezhuangtai,baokuodianchideleixing,dianchizuigaodianya,dianchizuididianya,dianchidangqiandianya,dianchidianliangdebaifenbi,dianchidezhuangtai,chongdiandianliuhedianchiwendudengdeng。
可以用測量電壓的方法估算電池剩餘容量:
4.20V----100%
3.95V----75%
3.85V----50%
3.73V----25%
3.50V----5%
2.75V----0%
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